城市污泥处理的污泥焚烧试验研究

试验中所用的床料是20-40目和40-70目的石英砂混合物，总质量约35kg，其中20-40目的石英砂占2/3。试验中所用的城市污泥含水率为40%，污泥焚烧特性如下：

低位发热量：14880kJ/kg(干基);

干基灰分：34.37%;

干基可燃分：65.63%;

可燃基分析：C53.3%;

H6.8%;

O30.3%;

N6.0%;

S1.5%。

3炉内的温度分布及其影响因素

城市污泥的燃烧好坏可以直接从床内温度和悬浮空间温度分布情况看出，假定这些空间的温度分布具有良好的稳定性，则可以肯定城市污泥焚烧稳定。实际上在这种工况下，污泥在各段的燃烧份额大致保持在一个固定的数值，城市污泥在炉内各部分的吸热及放热均维持在动平衡之中，从而保持炉内各段温度的稳定性。

3.1一、二次风量的影响

试验中污泥的给料量不变，同时确保燃烧的总风量不变。调整二次风阀门的开启度，改变二次风率，由于总风量恒定，二次风率改变的同时，一次风率随之改变。由于二次风量的渐渐增加，加强了悬浮空间的扰动，使燃烧更强烈，提高了城市污泥的燃烬率。

二次风对城市污泥的燃烧有较大的影响。这主要是由于污泥的挥发份较多，几乎达到50%，除一部分在沸腾段燃烧外，还有相当部分(近50%)在悬浮空间燃烧，而二次风又是在悬浮段被送进炉膛，与炉内未燃烬的烟气混合，发生强烈扰动，从而使得燃烧较为充分和完整，提高了悬浮空间的温度。在不同二次风率的工况下，沸腾段温度变化不大，特别是下部床温变化更小。按道理，二次风量加大，一次风量变小，流化速度降低，城市污泥在床内停留时间延长，床内污泥燃烧份额增加，床温应明显上升。另一方面，流化速度降低，床内扰动程度降低，同时因一次风量的减少，使得床内的氧浓度也随之下降，这些因素均不利于污泥的充分燃烧，两者综合发挥作用，相互抵消，导致了床层温度变化不大这一结果。

3.2流化速度的影响

保持城市污泥给料量一定，一、二次风量配比一定，调节总风量，以得到不同流化速度。

流化速度增加，增大了床层内细颗粒的夹带量，降低了污泥在床层内的停留时间，减少了床层内城市污泥的燃烧份额，同时大量的一次风进入床层内又吸收了较多的热量，这就导致了床层内的温度下降。虽然流化速度增大有利于提高床层内燃料与氧气的混合和扰动程度，有利于床温的提高，但在流化速度增大到一定值后，升温的影响已小于降温的影响。因而，床层温度总体呈下降趋势。在流化速度增大时，从床层夹带至旋风空间的细小污泥颗粒增多，污泥热解出的大量挥发份被气流携带至悬浮空间燃烧，增加了悬浮空间的燃烧份额，提高了该段的热容量，因而该段的温度呈上升趋势。

3.3污泥水分对炉内温度分布的影响

城市污泥水分不同，当水分增加时，悬浮空间温度不降反升，与床温的变化相反。当污泥投入炉膛后，大量的污泥水分在床层内吸热蒸发，导致床层温度下降，但由于床层蓄热量较大，温度下降较慢。在悬浮空间，由于污泥挥发分较大，可燃基挥发分达80%，导致相当部分挥发分在悬浮空间燃烧，使悬浮空间温度上升，且挥发分燃烧速度较快，悬浮空间温度因而能够很快达到稳定。

4城市污泥在流化床中的燃烧效率与燃烧份额

燃烧效率与燃烧份额是判定燃料燃烧状况的综合参数，特别是燃烧效率是判定燃料燃烧是否充分、完全的重要参数。城市污泥是一种工业废料，利用焚烧处理是一种行之有效的方法，因此可用燃烧效率这个参数来判定处理城市污泥的效果如何。影响城市污泥燃烧效率的因素很多，下面着重从二次风、过剩空气系数、流化速度3个方面研究城市污泥的燃烧效率。

4.1二次风率对燃烧效率的影响

试验时保持污泥给料量一定，总风量一定，调节二次风率，测试在二次风率为0%、33%、49%情况下污泥的燃烧效率。

当二次风率增加，污泥的燃烧效率也相应提高，从二次风率R为0时的81.8%提高到R为49%时的94.8%。在二次风率较低时，一次风量大，流化速度高，床中的污泥颗粒扬析现象较为严重，在床内燃烧的停留时间短，大部分挥发分跑到悬浮空间燃烧，由于二次风量减少，在悬浮空间的扰动状况较弱，不利于燃烬，燃烧效率较低。增大二次风率后，流化速度降低，床层颗粒的停留时间长，同时床层内氧气浓度降低，更有利于污泥释放出更多的挥发分;这些挥发分进入悬浮空间后，由于受到二次风强烈扰动，因而能够有效、充分、完全地燃烧，降低了不完全燃烧损失，效率得以提高。

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